(57)【要約】【課題】球面超音波モータの複数のステータのそれぞれをロータに対して適切な強さで押し付け、安定したトルクを得ることができるようにすることである。【解決手段】複数のステータの少なくとも１つに前記ロータに押し付けるねじれ剛性を有する弾性部材を設け、また、ロータを支持する反力支持部材を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体であるロータを複数のステータで保持して成る球面超音波モータにおいて、前記複数のステータの少なくとも１つに前記ロータに押し付けるねじれ剛性を有する弾性部材を設けたことを特徴とする球面超音波モータ。
【請求項２】
球体であるロータを複数のステータで保持して成る球面超音波モータにおいて、前記ロータを支持する反力支持部材を設けたことを特徴とする球面超音波モータ。
【請求項３】
前記弾性部材による前記ステータを前記ロータに押し付ける強さを調節する位置調節部材をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載の球面超音波モータ。
【請求項４】
球体であるロータを複数のステータで保持して成る球面超音波モータにおいて、前記複数のステータの少なくとも１つに前記ロータに押し付けるねじれ剛性を有する弾性部材と、前記ロータを支持する反力支持部材とを設けたことを特徴とする球面超音波モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は球面超音波モータに関し、詳しくはロータとして球体を用いて、複数のステータによってロータを任意の方向に回転させる球面超音波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁力を使わずにステータ側の圧電素子の振動により、そのステータに接するロータを動かすことができる超音波モータの開発が進んでいる。
【０００３】
超音波モータではステータの数やロータの形状を工夫することによって様々な用途に用いることができ、たとえばディスク型やリング型のロータがすでによく知られている。また最近では、ロータを球体にした球面超音波モータの開発も進んできている。
【０００４】
この球面超音波モータによれば、複数のステータによって球体であるロータを任意の方向に回転させることができるが、そのトルクはロータがステータに押し付けられる強さに応じて変化し、弱すぎず、強すぎず適切な強さの押し付けが必要とされる。
【０００５】
たとえば特許文献１に記載の発明では、３個のステータによって球体であるロータを３方向から保持し、３個のうちの１個のステータを固定し、残りの２個はロータへの押し付け力を調整可能な構成にして、３個のステータのロータへの押し付けを適切な力で行おうとしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８４５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述の従来技術には以下のような問題があった。
【０００８】
すなわち特許文献１に記載の発明では、３個のステータのうちの１個は固定されているため、ロータがたとえば上下方向に動いたときその固定されたステータがロータの動きに追随することができないという問題があった。こうなると、固定されたステータにロータを適切に押し付けることができず、十分なトルクを得ることができないし、場合によってはロータがステータから浮き上がって停止してしまうおそれがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、球体であるロータを複数のステータで保持する球面超音波モータにおいて、複数のステータのそれぞれをロータに対して適切な強さで押し付け、安定したトルクを得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、球体であるロータを複数のステータで保持して成る球面超音波モータにおいて、前記複数のステータの少なくとも１つに前記ロータに押し付けるねじれ剛性を有する弾性部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、球体であるロータを複数のステータで保持して成る球面超音波モータにおいて、前記ロータを支持する反力支持部材を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は請求項１に記載の発明において、前記弾性部材による前記ステータを前記ロータに押し付ける強さを調節する位置調節部材をさらに設けたことを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、球体であるロータを複数のステータで保持して成る球面超音波モータにおいて、前記複数のステータの少なくとも１つに前記ロータに押し付けるねじれ剛性を有する弾性部材と、前記ロータを支持する反力支持部材とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、球体であるロータを複数のステータで保持する球面超音波モータにおいて、複数のステータのそれぞれをロータに対して適切な強さで押し付けることができ、安定したトルクを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態による球面超音波モータの概略を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態による球面超音波モータ１は、球体であるロータ２を３個のステータ３ａ、３ｂおよび３ｃによって保持して回転させる。ステータ３ａ、３ｂおよび３ｃのロータ２と接する面には後に図３に示す多数の振動片３３が設けられており、この振動片３３が振動して進行波を発生し、これによってロータ２が回転させられる。
【００１８】
ステータ３ａ、３ｂおよび３ｃのそれぞれは、後に図２に示す弾性部材３１等を介して枠部材４に固定され、ロータ２を適切な強さで押し付けるようにして保持する。
【００１９】
また、本実施の形態の球面超音波モータ１では、枠部材４に固定されてロータ２を支持する反力支持部材５および６を備えて構成される。
【００２０】
図２は、図１に示した球面超音波モータ１をステータ３ｂおよび反力支持部材５、６の位置で切断して示す断面図である。
【００２１】
なお、ステータ３ａや３ｃもステータ３ｂと同様の構造であるので、以下では代表してステータ３ｂを図示して説明する。
【００２２】
図２に示すように、ステータ３ａ、３ｂおよび３ｃのそれぞれはネジで固定部材３２に固定され、固定部材３２はネジで弾性部材３１に固定され、弾性部材３１はネジで位置調節部材３０に固定される。位置調節部材３０は、その外周にはネジ山が切ってあり、枠部材４に設けられたネジ穴に嵌め込まれる。この位置調節部材３０と枠部材４のネジ穴との位置調節によってロータ２に対するステータ３ａ、３ｂおよび３ｃの押し付け強さの調節が行われる。このような構造によってステータ３ａ、３ｂおよび３ｃが枠部材４に固定される。
【００２３】
反力支持部材５は台座５２および先端部材５１とを有し、台座５２が固定用ネジ５ａおよび５ｂによって枠部材４に固定される。反力支持部材５の先端部材５１にはボール５１ａが設けられ、このボール５１ａがロータ２に接してロータ２を支持する。反力支持部材６も同様に固定用ネジ６ａ、６ｂによって枠部材４に固定され、ロータ２を支持する。
【００２４】
なお、本実施の形態ではロータ２の中心よりも上側に反力支持部材５を設け、下側に反力支持部材６を設ける構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、上下のうちのどちらか一方を設けるものでもよい。また本実施の形態では、図１に示したように、ステータ３ａとステータ３ｃとの間にだけ反力支持部材５および６を設けたが、本発明はこれに限られるものではなく、さらにステータ３ａとステータ３ｂとの間にも反力支持部材を設けたり、すべてのステータどうしの間に反力支持部材を設けるようにしてもよい。
【００２５】
図３は、図１に示したステータ３ｂを、ロータ２に押し付ける面から見た平面図である。
【００２６】
図３に示すように、ステータ３ｂのロータ２に押し付ける面には、ステータ３ｂの円周に沿って多数の振動片３３が設けられている。これらの振動片３３の下には圧電素子（図示せず）が設けられており、その圧電素子は電圧印加によって伸縮し振動片３３を振動させる。球面超音波モータ１では、この振動を制御することによってロータ２を任意の方向に回転させることができる。
【００２７】
図４は、図１に示した反力支持部材５を示す図であり、（ａ）は反力支持部材５を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）は反力支持部材５の先端部材５１の部分破断側面図である。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、先端部材５１には固定用ネジ５１ｃが設けられ、先端部材５１はこの固定用ネジ５１ｃによって台座５２に取り付け固定される。
【００２９】
また、先端部材５１の先端のボール５１ａは、ボール５１ｂによって回転時の摩擦抵抗が小さくなるように構成され、このような構成のボール５１ａがロータ２に接触し支持するため、ロータ２の回転時の抵抗を極力小さくすることができる。ボール５１ａ、ボール５１ｂおよび先端部材５１の材質は金属等の硬質のものであることが望ましい。
【００３０】
本実施の形態によれば、反力支持部材５によってロータ２を支持することができ、ステータ３ａ、３ｂおよび３ｃとロータ２との接触具合を良好に保つことができ、安定したトルクを得ることができる。
【００３１】
なお、この実施の形態ではロータ２に接触する部材をボール５１ａのような構造にしたが、本発明はこれに限られるものではなく、摩擦抵抗が小さな部材であればどのような部材でもロータ２に接触する部材として用いることができる。たとえばリング形状の部材を用いて、そのリング形状部材の内周でロータ２を支持するようにしてもよい。
【００３２】
また、ロータと反力支持部材との接触は点接触でも面接触でもよいし、接触位置もロータの真上や真下などどこでもよい。
【００３３】
図５は、図２に示した弾性部材３１を示す図であり、（ａ）は弾性部材３１をステータ３ｂに取り付けた状態を示す斜視図であり、（ｂ）は弾性部材３１の斜視図である。
【００３４】
弾性部材３１の材質は弾性係数が大きい金属等であることが望ましく、その側面には、図５（ｂ）に示すように、スリット３１ａが設けられている。
【００３５】
このような弾性部材３１によれば、（１）軸方向のねじれ剛性、（２）軸方向のバネ性、（３）可撓性を確保することができ、ステータ３ａ、３ｂおよび３ｃのそれぞれを、ロータ２に対して適切な強さで押し付けることができ、安定したトルクを得ることができる。
【００３６】
この弾性部材３１を用いれば、１つの部品で上記の各特性を得られるので、従来に比べて部品点数を減らすことができ、ロータを保持する複数のステータのうちのすべてではなく少なくとも１つに適用しても効果があるし、すべてのステータに適用すればロータとステータとの接触状況が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態による球面超音波モータの概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示した球面超音波モータ１をステータ３ｂおよび反力支持部材５、６の位置で切断して示す断面図である。
【図３】図１に示したステータ３ｂを、ロータ２に押し付ける面から見た平面図である。
【図４】図１に示した反力支持部材５を示す図であり、（ａ）は反力支持部材５を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）は反力支持部材５の先端部材５１の部分破断側面図である。
【図５】図２に示した弾性部材３１を示す図であり、（ａ）は弾性部材３１をステータ３ｂに取り付けた状態を示す斜視図であり、（ｂ）は弾性部材３１の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  球面超音波モータ
２  ロータ
３ａ、３ｂ、３ｃ  ステータ
４  枠部材
５、６  反力支持部材
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ  固定用ネジ
３０  位置調節部材
３１  弾性部材
３２  固定部材
３３  振動片
５１  先端部材
５１ａ、５１ｂ  ボール
５１ｃ  固定用ネジ
５２  台座
【図１】
2007135266.tif 000003
【図２】
2007135266.tif 000004
【図３】
2007135266.tif 000005
【図４】
2007135266.tif 000006
【図５】
2007135266.tif 000007